베이나이트[bainite]

베이나이트[bainite]

고온에서 실온까지의 냉각 중에 상변태가 생기는 금속재료에 있어서, 확산이 충분히 생기는 온도영역과 전혀 확산이 생기지 않는 온도영역 중간의 온도영역으로 생기는 금속조직.

 

탄소강을 냉각 도중에서 중간의 온도영역에 등온 유지했을 때 발견되는데, 적당한 속도의 연속냉각에 의해서도 생길 수가 있으며, 구리합금 등의 비철재료에 있어서도 동종의 조직이 발견되고 있다. 통상 전위 등 격자결함 밀도가 비교적 높은 모상(母相)과 탄화물 등의 석출물로 이루어지는데, 베이나이트가 중간온도 영역 속에서도 온도가 높은 영역에서 생기거나 또는 낮은 영역에서 생김으로써, 전위밀도, 모상의 미시적인 조직, 석출물의 형태를 크게 달리하는 것이 생긴다.

 

생성온도가 낮은 경우(철강재료에서는 하부베이나이트라고 함), 우선 모상의 상변태가 확산을 수반하지 않고 생긴 후 저온상에서 석출물이 확산에 의해 생기는 것으로 볼 수 있다.

 

그러나 생성온도가 높은 경우(철강재료에서는 상부베이나이트라고 함)의 생성기구에는 불명한 점이 있어, 모상의 상변태가 확산을 수반하지 않고 생긴 후주위의 고온상에서 석출물이 생긴다고 하는 생각 이외에, 모상의 상변태도 확산에 의한 것이라고 하는 생각이나 모상의 상변태에 일부 확산이 관여한다고 하는 생각 등이 있다.

 

한편 철강재료에서는 탄소량이 낮은 경우나 Si가 많은 경우, 상기 중간온도 영역에서 모상은 베이나이트와 같은 조직이지만 탄화물에 석출이 발견되지 않는 조직이 얻어질 수 있는데, 이와 같은 조직도 베이나이트라고 불리우고 있다,

 

철강재료를 냉각 중 등온유지하여 베이나이트를 얻는 열처리를 오스템퍼라고 부른다. 철강재료에 있어서 베이나이트는 뜨임을 하지 않아도 적당한 강도와 인성을 가지므로 널리 이용되고 있다.

 

또 베이나이트를 부분적으로 생기게 하면서 마르텐사이트변태시키면 미세한 조직이 얻을 수 있는 것이나, Si를 첨가하면 고온상(오스테나이트)에서 탄화물이 생기기 어려워져 탄소함유량이 많은 잔류오스테나이트와 공존하는 베이나이트가 얻어지는 것도 실용재료로 이용되고 있다.